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第3章　生态系统及其稳定性
第1节　生态系统的结构
大豆田间解剖图
大豆是发源于我国的重要粮食作物大豆田里生长着稗草、苘麻、鸭跖草等多种杂草，分布着七星瓢虫、大豆蚜等动物，土壤里还有蚯蚓、线虫，以及多种微生物。每公顷大豆与共生根瘤菌每年固氮可以超过100kg。
讨论：1.大豆根系会给土壤带来哪些变化？
大豆的根会吸收土壤中的水和无机盐，使土壤中的水和无机盐减少；
大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2的含量；
大豆与根瘤菌互利共生固氮，会增加土壤中氮的含量；
死亡和脱落的大豆根，会增加土壤中有机物的含量。
问题探讨
大豆田间解剖图
2. 大豆与其他生物之间存在什么关系？
种间竞争：大豆与稗草、苘麻、鸭跖草。
捕食：大豆蚜与大豆。互利共生：大豆与根瘤菌。
3.根据以上讨论结果，请用一句话概括生物与环境的关系
生物与环境是统一的整体，生物与环境相互依赖、相互影响。
大豆是发源于我国的重要粮食作物大豆田里生长着稗草、苘麻、鸭跖草等多种杂草，分布着七星瓢虫、大豆蚜等动物，土壤里还有蚯蚓、线虫，以及多种微生物。每公顷大豆与共生根瘤菌每年固氮可以超过100kg。
问题探讨
01
生态系统的范围
在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。
2.生态系统的范围
生态系统的空间范围有大有小；地球上的全部生物及其非生物环境的总和，构成地球上最大的生态系统——生物圈。
1.生态系统的概念
森林生态系统
草原生态系统
荒漠生态系统
冻原生态系统
生态系统类型
淡水生态系统
海洋生态系统
陆地生态系统
水域生态系统
自然生态系统
人工生态系统
农田生态系统
果园生态系统
城市生态系统
人工林生态系统
3.生态系统的类型
02
生态系统具有一定的结构
思考·讨论
资料一 荒漠生态系统
荒漠生态系统有哪些非生物的成分？
有哪些生物能够直接利用太阳能？
其他生物又是如何获取能量的？
动植物的尸体粪便、残枝败叶最终到哪里去了？
一、生态系统的组成成分
思考·讨论
池塘生态系统有哪些非生物的成分？
有哪些生物能够直接利用太阳能？
其他生物又是如何获取能量的？
动植物的尸体粪便、残枝败叶最终到哪里去了？
一、生态系统的组成成分
生态系统
非生物的
物质和能量
生产者
（producer）
消费者
(consumer)
分解者
(decomposer)
不同的生态系统具有相似的组成成分
一、生态系统的组成成分
生态系统
非生物的
物质和能量
光、热、水、空气、无机盐等。
为生物提供物质和能量，生物群落中的物质和能量的根本来源
是生态系统的必需成分。
作用:
地位:
一、生态系统的组成成分
生态系统
生产者
（producer）
自养生物
地位：
主要作用：
生产者是生态系统的基石
①通过光合作用将无机物转化成有机物，太阳能转化为化学能；②为消费者提供食物和栖息场所
光能自养型：
绿色植物（主要）、蓝细菌（蓝藻）
化能自养型：
硝化细菌、铁细菌、硫细菌等
一、生态系统的组成成分
生态系统
消费者
(consumer)
异养
生态系统的最活跃成分
地位:
作用：
营捕食生活的生物：
营寄生生活的生物：
①能够加快生态系统的物质循环，
②对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。
菟丝子、寄生动物
寄生细菌或病毒
主要是动物、猪笼草
(植食性、肉食性、杂食性动物）
一、生态系统的组成成分
生态系统
分解者
(decomposer)
异养
必需的关键成分
地位:
作用：
营腐生生活的细菌、真菌等微生物
腐生动物：蚯蚓、蜣螂、秃鹫
将动植物遗体和动物的排遗物中的有机物转化为无机物
一、生态系统的组成成分
1、所有的植物都是生产者？生产者只有绿色植物
2、所有的动物都是消费者？消费者都是动物？
3、所有的细菌真菌都是分解者？分解者都是细菌真菌吗？
4、生产者一定是自养型的？自养型生物一定是生产者？生产者一定处于第一营养级？
5、消费者都是异养型的？异养型生物一定是消费者？
6、腐生生物一定都是分解者？分解者都是营腐生的？
判断并举例：
一、生态系统的组成成分
生产者、消费者和分解者的关系示意图
生产者
分解者
初级消费者
次级消费者
生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的。
一、生态系统的组成成分
A
D
C
B
②
①
③
④
⑤
⑥
⑦
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
A
B
C
D
①
光合作用或化能合成作用
②
呼吸作用
③
④
⑤
⑥
⑦
呼吸作用
分解作用
残枝败叶
摄食
遗体、粪便
模型构建：生态系统各成分间的关系
A
D
C
B
生产者
非生物的物质和能量
分解者
消费者
方法规律：
1.双向箭头很显眼，对应“生产者”与
”非生物的物质和能量”
2.多进一出非生物,一出指向生产者
（所有箭头都指向的是“非生物的物质和能量”,双向箭头的另一端为“生产者”）
3.生产消费指分解
(生产者和消费者都可以被分解者分解）
模型构建：生态系统各成分间的关系
生产者
非生物的物
质和能量
呼吸作用
光合作用等
消费者
捕食
分解者
残枝败叶
遗体、粪便
呼吸作用
分解作用
生态系统的必备成分：
非生物的物质和能量、生产者、分解者。
方法技巧：生态系统中四种成分的判断
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
生产者
非生物的物质和能量
消费者
分解者
生产者
肉食性消费者2
遗体、粪便等
消费者
分解者
无机盐等
CO2等
CO2
CO2
植食性消费者
肉食性消费者1
①
②
③
④
图中①②③④⑤分别代表什么生理过程？
①呼吸作用
②光合作用
③呼吸作用
④分解作用
生态系统的结构模型
⑤
⑤摄食
生产者
第一营养级
第二营养级
第三营养级
第四营养级
第五营养级
初级消费者
次级消费者
三级消费者
四级消费者
玉米
蝗虫
青蛙
蛇
鹰
二、食物链
1.概念：生物之间由于食物关系而形成的一种联系。
2.营养级: 食物链中的一个个环节，它是指处于食物链同一环节上所有生物 的总和。不代表个体, 也不一定是某一个种群。
食物链中营养级级别=消费者级别+1
（3）食物链的特点
①起始点
每条食物链的起点一定是___________；
终点是不被其他动物捕食的动物，即_____________；
②组成
食物链只包括生态系统的组成成分中的________和_______，不包括_________和______________________；
③方向——不可逆性
食物链中的捕食关系是_______________的结果，通常不会倒转，箭头表示物质和能量的流动方向。
④营养级个数：一般来说，食物链不超过________个营养级；
生产者
最高营养级
生产者
消费者
分解者
非生物的物质和能量
长期自然选择
五
二、食物链
思考：食物链上一般不超过五个营养级，想一想，这是为什么？
各个营养级的生物都会因呼吸作用消耗掉大部分能量，其余能量有一部分流入分解者，只有一小部分能够被下一营养级的生物利用，流到第五营养级时，余下的能量很少（即能量沿食物链的流动是逐级递减的，营养级越高获得的能量越少），甚至不足以养活一个种群，因此食物链一般不超过五个营养级；
二、食物链
1.概念：食物链彼此相互交错的复杂营养关系。
2.形成的原因：
①一种绿色植物可被多种植食性动物所食。
②一种植食性动物既可吃多种植物，也可能成为多种肉食性动物的食物。
三、食物网
思考讨论：分析温带草原生态系统的食物网简图
4. 猫头鹰能占有几个营养级
2.请写出最长的食物链。
1.食物网中共有多少条食物链？
3.猫头鹰与蛇存在着什么关系？
竞争与捕食
9
第三、四、五、六共四个营养级
三、食物网
3.特点：
①同一种生物在不同的食物链中可以占有不同的营养级。
②食物网中两种生物之间可能出现不同的关系，如竞争和捕食。
③某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是一个种群，甚至可能不属于同一物种。
④食物网的复杂程度取决于物种数而非生物数量。
三、食物网
4.功能：
① 是生态系统保持相对稳定的重要条件。食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强。
②食物链和食物网是生态系统的营养结构；生态系统的物质循环和能量流动的渠道。
三、食物网
技法提升：食物链(网)中生物数量变动的分析方法
植物
蝉
螳螂
黄雀
思考：如果植物减少，食物链中的其他生物的数量怎么变化？
均减少
“一级生物若减少，其他生物跟着跑”
植物
蝉
螳螂
黄雀
思考：如果螳螂减少，食物链中蝉的数量怎么变化？
“如果天敌患了病，先增后减再稳定”
技法提升：食物链(网)中生物数量变动的分析方法
1.若蛇数量减少，鹰的数量将会 （填“增加”“减少”或“基本不变”）；若蛇灭绝，鹰的数量将会？原因是？
2.若由于某种原因导致绿色植物减少，其他生物的数量会如何变化？原因？
3.若人类的捕杀导致鹰大量减少，鼠、食虫鸟、蛇的数量会如何变化？
√
先增加后减少最后趋于稳定，但其数量比原来的数量多。
都减少
增加
技法提升：食物链(网)中生物数量变动的分析方法
3.复杂食物网中某种群数量变化引起的连锁反应分析
①当沿不同的路线分析结果不同时，应以中间环节少的作为分析依据。
②生产者相对稳定，即生产者比消费者稳定得多，所以当消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。
③最高营养级的生物种群数量相对稳定，即当处于最高营养级的生物有多种食物来源时，若其中一条食物链被中断，则该种群可通过多捕食其他生物来维持其数量基本不变。
技法提升：食物链(网)中生物数量变动的分析方法
4.同时占有不止一个营养级的种群数量变化的连锁反应分析
①a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时，b种群的数量将增加。
②a种群的数量变化导致b种群的营养级升高时，b种群的数量将减少。
可以确定食物链为____________
可以确定食物链为____________
1.根据能量或者有机物含量逐级递减特点
营养级 A B C D
能量（有机物） 15.9 870.7 1.9 141.5
B→D→A→C
生物体 A B C D
有机汞浓度（mg.L-1） 0.05 7 0.51 68
A→C→B→D
2.根据重金属、DDT等物质的富集现象
技法提升：构建食物链的方法
丙→甲→乙→丁
丙→丁→甲→乙
D→A
3.根据各种变式模型：
有机物总量比例
非生物的物质和能量
分解者
生产者
消费者
技法提升：构建食物链的方法
①信息：分析曲线走势,先增加先减小者为 。
②食物链： 。
4.依据捕食曲线构建食物链：
乙→丙→甲
被捕食者
技法提升：构建食物链的方法
生态系统
范围
结构
组成成分
营养结构
非生物的
物质和能量
分解者
生产者
消费者
食物链
食物网
包括
功能
决定
通 过
捕 食
关 系
形 成
组 成
小结
食物链和食物网
拓展：黄石公园灭狼与引狼入园的启示
练习与应用
一、概念检测
1.研究表明，在我国华北地区某苹果园里生活着多种昆虫，害虫主要有卷叶蛾、蚧虫、蚜虫和食心虫等；害虫的天敌(即天敌昆虫)为草蛉、异色瓢虫、螳螂等；既非害虫又非害虫天敌的中性昆虫有蚊、蝇、蚂蚁等。在果园中种草，天敌昆虫的种类和数量都有增加。判断下列说法是否正确。
(1) 卷叶蛾、蚧虫、蚜虫等植食性动物是初级消费者。 ( )
(2) 卷叶蛾→螳螂→黄雀，构成一条食物链，其中螳螂位于第二营养级。 ( )
(3) 中性昆虫在果园生态系统中是多余的。( )
(4) 种草后，果园中的食物网更复杂，有助于果园生态系统抵抗外界干扰。 ( )
√
×
×
√
练习与应用
一、概念检测
2.食物链彼此相互交错形成食物网。以下有关食物网的说法正确的是 ( )
A.每种动物可以吃多种植物
B.每种生物都被多种生物捕食
C.每种生物都只位于一条食物链上
D.一种生物可能属于不同的营养级
D
练习与应用
一、概念检测
3.动物园里饲养着各种动物，栽培了多种植物。它们构成一个群落吗？动物园是个生态系统吗？
【答案】动物园中的全部生物不能说是一个群落，如不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有机的整体。同理，动物园中的全部动物和植物也没有相互依存、相互影响的关系，因此动物园不是一个生态系统。
请据图回答以下问题。
(1) 在远洋水域，从水深30 m处开始，随着水深增加，固定太阳能的数量逐渐减少，影响这一变化的非生物因素主要是 。
(2) 近海水域水深为 时，生产者的数量最多。
(3 )生活在水深100 m以下的生物，从生态系统的组成成分看，主要是 。
练习与应用
二、拓展应用
下图是某海洋生态系统中，生产者固定太阳能的数量与水深关系的曲线。
阳光
10-15m
消费者、分解者

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